[发明专利]一种改性碳纳米管的制备方法

权利要求书

1.一种改性碳纳米管的制备方法，所述的改性碳纳米管制备方法包括以下步骤：

A、制取酸化的碳纳米管，在超声波处理、加热回流处理条件下，0.5-5重量份的原始碳纳米管在强氧化性酸中充分反应，将反应后混合物经过去离子水稀释、微孔滤膜真空抽滤处理后，再经多次冲洗，至冲洗液到中性时，将冲洗后的产物在真空状态下完全干燥，得到酸化的碳纳米管；

B、制取表面带有4-羟基-2，2，6，6-四甲基吡啶氮氧自由基的碳纳米管，将所述酸化的碳纳米管与4-羟基-2，2，6，6-四甲基吡啶氮氧自由基、4-二甲基氨基吡啶、N，N’-二环己基碳二亚胺充分混合在溶剂内，在20℃-80℃且磁力强力搅拌条件下充分反应后，将该反应所得产物经微孔滤膜真空抽滤并多次洗涤后，再在0℃-180℃的真空状态下完全干燥，得到表面带有氮氧自由基的碳纳米管；

C、制取末端带有卤素基团的大分子引发剂，将0.1-5重量份的小分子引发剂、0.1-5重量份的催化剂、0.1-5重量份的配位体与1-50体积份的溶剂放入容器中密封，向该容器内充入氩气或氮气1min-100min，对该容器进行三次冷冻-抽真空-解冻循环后，向该容器内加入0.1-100体积份的含双键单体并密封，向该容器内充入氩气或氮气1min-100min，对该容器进行三次冷冻-抽真空-解冻循环，然后在0℃-150℃条件下充分反应0.1h-1000h，容器内粘度明显增加后，停止该反应，将该反应得到的粗产物用溶剂溶解，并通过中性氧化铝柱子除去带颜色的过渡态金属离子等杂质后，再蒸发干燥，得到末端带有卤素基团的大分子引发剂；D、将所述步骤B中得到的表面带有氮氧自由基的碳纳米管0.1-10重量份、所述步骤C中得到的末端带有卤素基团的大分子引发剂0.1-10重量份、配位体0.1-5重量份与溶剂1-100体积份放入容器中，将容器密封后通氩气或氮气1min-100min，并对该容器进行三次冷冻-抽真空-解冻循环，在0℃-150℃条件下充分反应，将该反应所得产物用溶剂溶解稀释后，经微孔滤膜真空抽滤并多次洗涤，再在0℃-180℃条件下完全干燥，得到聚合物接枝改性的碳纳米管；

其中，所述步骤B、所述步骤C与所述步骤D中所用的溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、氯仿、四氢呋喃、二氯甲烷、二氯乙烷、甲醇、乙腈、丙醇、乙醇、丙酮、丁酮、三乙胺、吡啶、二甲胺基吡啶、去离子水或甲苯，或由上述溶剂组成的混合物；

所述步骤C中小分子引发剂为α位上含有诱导或共轭基团卤代烷的化合物，其为α-卤代苯乙烷、2-溴正丁烷、α，α’-二溴二甲苯、卤代酯、卤代腈、对位取代的苯磺酰氯、α-溴代丁酰溴、α-溴代异丁酰溴、α-溴代丙酰溴、α-氯代丁酰氯、α-氯代异丁酰氯或α-氯代丙酰氯；

所述步骤C中含双键单体为丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸氨乙酯、甲基丙烯酸氨乙酯、对氯甲基苯乙烯、间氯甲基苯乙烯、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基-甲基丙烯酸氨乙酯、N，N-二甲基-甲基丙烯酰胺、N-异丙基-甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N，N-二乙基-甲基丙烯酰胺、N，N-二羟基乙基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟乙基甲基丙烯酰胺、N-甲烷基丙烯酰胺、N-氨乙基丙烯酰胺、N-氨乙基-甲基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基)乙基丙烯酰胺；

所述步骤C中所用的配位体为联吡啶、四甲基乙二胺、五甲基-二乙基三胺、六甲基-三乙基四胺、乙二酸、丙二酸、丁二酸、邻苯二甲酸、三苯基膦、三正丁基膦；

所述步骤D中所用的配位体为联吡啶、四甲基乙二胺、五甲基-二乙基三胺、六甲基-三乙基四胺、乙二酸、丙二酸、丁二酸、邻苯二甲酸、三苯基膦、三正丁基膦；

所述步骤C中所用的催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铁、溴化亚铁、钼酸锂、二氯化钌、溴化萘甲腈镍、乙酸钯。